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PV


太陽光變頻器(PV inverter)
太 陽 光 變 頻 器 ( P h o t o v o l t a i c I n v e r t e r, 簡 稱 P V i n v e r t e r ) , 或 稱 太 陽 能 光 電 轉 換 器 , 可將太

陽光電系統所產生的直流電轉換成交流電,並且可直接將太陽能光電池所產生的電能饋入市 電

,提供使用者的自用電源,或提供給公眾電源。如果用電設施是使用直流電,則不需要裝 置 Inverter。

太 陽 光 電 系 統 之 主 要 零 配 件 包 括 : 成 本 佔 整 個 PV 系 統 約 50%以 上 之 太 陽 光 電 模 組 、 及 成 本 佔 約 20%之 電 力 調 節 器 (內 含 濾 波 器 、 穩 壓 器 、 變 頻 器 、 電 驛 等 零 元 件 ), 其 中 PV inverter 約 佔 系 統 成 本 10~15%。 太 陽 光 電 模 組 之 主 要 構 成 元 件 為 太 陽 能 電 池 (Solar Cell), 而 電 力 調 節 器 之 關 鍵 零 組 件 為 變 頻 器 (Inverters)。

◎太陽光變頻器分為三種型式: 1.離 線 型 (off-grid): 或 稱 獨 立 (stand-alone)型 , 此 種 變 頻 器 由 電 池 供 電 , 產 生 方 波 或 弦 波型式的交流輸出,提供獨立系統的用電,具有蓄電池之獨立型產品,但無法與市電併聯。

2 . 併 網 型 (g r i d - c o n n e c t e d o r l i n e - t i e d ): 變 頻 器 產 生 與 市 電 同 步 的 弦 波 電 流 輸 出 , 可 與 市 電併聯,將太陽光電池的輸出電能直接轉換為市電,但無法獨立供電。在電力供應穩定的地 區,市電併聯型系統不需使用電池進行電能儲備。

3.混 和 型 (hybrid): 可 與 市 電 併 聯 也 可 與 電 池 連 接 , 對 特 定 連 接 的 負 載 可 提 供 獨 立 供 電 , 具 有 不 斷 電 系 統 (UPS)的 功 能 , 當 市 電 斷 電 時 , 有 如 併 網 型 UPS, 藉 由 電 池 提 供 電 源 。

市電併聯型(Grid獨立型(Stand-Alone) Connected) Inverter 具有逆送電功能, Inverter 具有逆送電功能,同時裝置蓄 說 使用蓄電池且 Inverter 無逆送 可操作於併聯模式之太陽能 電池,可操作於併聯模式或獨立模式 明 電功能之太陽能發電系統 發電系統 之太陽能發電系統 1.平時 PV 併聯發電、效率高、利用率 高、夜間由台電供電 白天 PV 系統併聯發電、夜 運 白天 PV 發電供負載並充電、 間由台電供電。方 將市電電 作 夜間由電池供電,可以自給自 力系統當作一個無限大、無 方 足(必需搭配蓄電池) 式 池 3.蓄電池平時(或定時)浮充保養,不需 每日深度充放電,壽命可以延 窮壽命的免費蓄電 用電力來源 電、夜間由電池供電,適合作為救災 間停電時白天 PV 發電供負載並充 2.視需要建置足夠之防災用電池,長時 獨立/併聯混合型

長 適 用 高山、離島、基地台等市電無 電力可正常送達之地點 地 法到達處 點 缺點: 1.系統設計考慮因素多,如組 優點:系統簡單、不需安全 列、蓄電池容量、負載與陰天 係數設計、維護容易。 具最 日數等安全係數,最佳化設計 大功率追蹤(MPPT),發電效 複雜 優 缺 點 放電、>0.2C 充電,壽命短 率高。 太陽光之發電能量利 設施 有防災需求(照明、汲水、通信)之公共

2.一般充電控制器無 MPPT, 用率高 搭配蓄電池使發電效能較差 3.蓄電池每日>50%DOD 深度 缺點: 停電時為將自動關機,因而 缺點: 包含兩種系統建置成本較高, 系統較複雜

4.太陽光發電量與負載需求量 無電可用,無防災功能。 一 不搭配時、太陽光之發電能量 般併聯型 Inverter 無法直接 利用率偏低 (負載需求搭配與 搭配蓄電池使用 (具特殊功 安全係數為互相矛盾之設 計) 能者例外)

資 料 來 源 : SolarPV

三 種 型 式 太 陽 光 電 變 頻 器,以 併 網 型 P V 系 統 為 先 進 國 家 P V 市 場 的 主 流,而 台 灣 P V I n v e r t e r 的 發 展 , 多 數 偏 向 於 併 聯 型 P V I n v e r t e r。 當 P V 與 市 電 的 每 度 電 成 本 接 近 時 , 可 帶 動 P V 的 普 及 , 最 快 在 2013 年 , 美 國 加 州 的 太 陽 能 每 度 電 成 本 可 降 至 40 美 分 , 接 近 與 市 電 的 35 美 分。

P V I nv e r t er 供 應 商 包 括 龍 頭 廠 德 國 S M A 、 K A CO 、 奧 地 利 F r o n i u s 、 加 拿 大 Xa n t r e x 等 代 表 廠 , SMA 為 全 球 最 大 太 陽 能 轉 換 器 供 應 商 , 市 佔 率 約 為 40%~45%。 由 於 PV Inverter 與 UPS 同 質 性 高 , 切 入 PV Inverter 的 廠 商 , 大 多 在 電 源 供 應 與 電 源 管 理 設 備 有 經 驗 的 廠 商 , 國 內 投 入 廠 商 包 括 電 源 供 應 器 廠 的 台 達 電 與 全 漢、U P S 的 科 風 與 飛 瑞、及 漢 唐 轉 投 資 的 盈 正 。

由 於 PV inverter 涉 及 用 電 安 全 , 規 定 較 為 嚴 格 , 且 併 網 型 使 用 之 PV inverter 難 度 較 高 , 認 證 通 常 須 時 6 個 月 , 故 新 進 者 短 期 內 將 無 法 快 速 進 入 。 2010 年 PV inverter 產 值 將 達 32 億 美 元 , Yo Y + 5 0 % 。

根 據 S o l a r b u z z 全 球 太 陽 能 光 電 設 備 的 發 電 量 , 在 2 0 0 7 年 達 到 歷 史 新 高 的 2 , 8 2 6 M W, 較 2 0 0 6 年 大 幅 成 長 了 6 2 %, 至 2 0 0 9 年 全 球 太 陽 能 光 電 裝 機 容 量 達 6 .4 3 G W, 歐 洲 國 家 共 安 裝 4.75GW, 佔 全 球 需 求 量 的 比 例 約 74%, 其 中 德 國 、 義 大 利 及 捷 克 三 個 國 家 的 安 裝 量 就

達 到 4.07GW。


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